[發明專利]光聲傳感器、光聲探測系統、方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 201910629331.4
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN112212897B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 馬騁;陳譽文;陳博華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01D5/353
• 分類號: G01D5/353;G01B11/30;G01B7/34;G01D5/54;G01D5/62
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 鄭紅娟;宋志強

本申請公開了一種光聲傳感器、光聲探測系統、方法、裝置及存儲介質，涉及光聲探測技術。具體方案包括：一種光聲傳感器，包括：襯底、制備在襯底上的諧振腔層；諧振腔層包括第一腔體層、第二腔體層、以及位于第一腔體層和第二腔體層之間的填充層；第一腔體層位于填充層與襯底之間，第二腔體層位于填充層遠離襯底一側；填充層填充了填充介質，填充介質通過熱脹冷縮作用改變填充層的厚度。本申請克服了光聲傳感器的工作點極易受到外界因素的干擾和平整度不足的缺陷，可以進行光聲傳感器工作點的調諧和對光聲傳感器表面的調平，在保證光聲傳感器工作在工作靈敏度最高的工作點的同時，滿足高細度的光聲傳感器對光聲傳感器表面的平整度要求。

技術領域

本申請涉及光聲探測技術，特別是涉及一種光聲傳感器、光聲探測系統、方法、裝置及存儲介質。

背景技術

常用的基于光學的光聲探測器包括基于法布里-珀羅(Fabry-Perot，FP)諧振腔的聚合物薄膜探測器，在薄膜厚度為38um時，在20MHz的帶寬內獲得了210Pa的等噪聲壓強。

然而，現有的光聲探測器中的光聲傳感器的工作點極易受到外界因素的干擾，如環境溫度改變、大功率激勵光的直接照射等外界因素，均會使光聲傳感器的工作點發生不可控的漂移。并且現有的制造工藝難以保證形成FP諧振腔的薄膜的均勻性，另外形成FP諧振腔的薄膜極易受環境影響而發生不可控的變化，因此在將光聲傳感器制成較大面積的平面式傳感器時，無法達到高細度的光聲傳感器對光聲傳感器表面的平整度要求。

發明內容

有鑒于此，本申請的主要目的在于提供一種光聲傳感器，克服了光聲傳感器的工作點極易受到外界因素的干擾和平整度不足的缺陷，可以進行光聲傳感器工作點的調諧和對光聲傳感器表面的調平，在保證光聲傳感器工作在工作靈敏度最高的工作點的同時，滿足高細度的光聲傳感器對光聲傳感器表面的平整度要求。

為了達到上述目的，本申請提出的技術方案為：

第一方面，本申請實施例提供了一種光聲傳感器，包括：襯底、制備在襯底上的諧振腔層；

所述諧振腔層包括第一腔體層、第二腔體層、以及位于第一腔體層和第二腔體層之間的填充層；所述第一腔體層位于所述填充層與所述襯底之間，所述第二腔體層位于所述填充層遠離所述襯底一側；

所述填充層填充了填充介質，所述填充介質通過熱脹冷縮作用使所述填充層的厚度均勻，實現對所述光聲傳感器的工作點的調諧

一種可能的實施方式中，所述光聲傳感器還包括：光熱效應層；

所述光熱效應層位于所述諧振腔層的一側，使用混合有光熱材料的介質制成，當有加熱光入射所述光熱效應層時，對所述填充層的填充介質進行加熱；其中，所述光熱材料為將光能轉化為熱能的材料。

一種可能的實施方式中，包括：所述填充層填充了混合有光熱材料的填充介質，當有加熱光入射所述光熱材料時，對所述填充介質進行加熱；其中，所述光熱材料為將光能轉化為熱能的材料。

一種可能的實施方式中，第一腔體層采用具有光選擇特性的材料制成；所述光選擇特性的材料為，對光聲信號探測光具有高反射特性和低透射特性的材料。

一種可能的實施方式中，所述光選擇特性的材料為，對加熱光具有高透射特性和低反射特性的材料。

一種可能的實施方式中，所述第二腔體層采用具有光選擇特性的材料制成；所述光選擇特性的材料為，對光聲信號探測光具有高反射特性的材料。

一種可能的實施方式中，所述填充介質的楊氏模量與預設的楊氏模量閾值之間的差值，小于預設的差值閾值。

一種可能的實施方式中，所述光熱材料為混合在所述填充介質中的顆粒狀固體；所述光熱材料的尺寸根據所述加熱光的波長確定。

一種可能的實施方式中，所述填充層的厚度為[20um，30um]。